Wat is kunstmatige zwaartekracht?
Kunstmatige zwaartekracht is een replicatie van zwaartekracht die wordt gebruikt om mensen in de ruimte comfortabeler te maken. Wanneer kunstmatige zwaartekracht wordt gebruikt, ervaren mensen omstandigheden die vergelijkbaar zijn met die op het aardoppervlak. Naast het feit dat mensen zich veiliger voelen in hun omgeving, vermindert het gebruik van kunstmatige zwaartekracht ook de problemen die gepaard gaan met langdurige periodes van gewichtloosheid, waaronder verlies van spierspanning.
Science fiction heeft het idee van kunstmatige zwaartekracht al lang onderzocht en talloze afbeeldingen van kunstmatige zwaartekracht zijn te zien in sciencefictionwerken. Voor films en televisieshows is het gemakkelijker om mensen te filmen in een omgeving die vergelijkbaar is met die op aarde dan het is om omstandigheden met een lage zwaartekracht na te bootsen, waardoor een stimulans wordt toegevoegd om de aanwezigheid van kunstmatige zwaartekracht in de plot op te nemen. De gebruikte mechanismen worden meestal onvolledig uitgelegd en illustreren hoe uitdagend het is om kunstmatige zwaartekracht te creëren die effectief zal werken.
Een van de meest eenvoudige manieren om kunstmatige zwaartekracht te creëren is om een ruimteschip of structuur te roteren, maar dit vereist het bouwen van een zeer grote structuur en legt beperkingen op aan het ontwerp. Ingenieurs hebben hun bezorgdheid geuit dat dergelijke ontwerpen onpraktisch en moeilijk uit te voeren kunnen zijn. Onderzoekers hebben ook voorgesteld om de zwaartekracht te creëren door de kern van een structuur te vullen met voldoende massa om een eigen zwaartekrachtsveld te creëren.
Enkele andere voorstellen omvatten het gebruik van magnetisme, dat heeft gewerkt in kleinschalige experimenten in laboratoriumomgevingen, of het gebruik van basisfysica met lineaire versnelling. Zolang een ruimteschip met voldoende snelheid vaart, zouden de mensen aan boord zoiets als zwaartekracht ervaren. Een vermindering van snelheid of stilstand zou ervoor zorgen dat mensen weer gewichtloos worden. Het is ook mogelijk om twee ruimteschepen samen te gebruiken om kunstmatige zwaartekracht te creëren.
De behoefte aan kunstmatige zwaartekracht is een van de belangrijkste obstakels voor ruimtevaart. Mensen die te veel tijd doorbrengen in omgevingen met weinig zwaartekracht of vrije val kunnen ernstige musculoskeletale problemen ontwikkelen, wat zeer ongewenst is. Lage zwaartekracht kan ook erg frustrerend zijn, omdat objecten zorgvuldig moeten worden beveiligd voor de veiligheid, en schepen moeten worden ontworpen met speciale functies waarmee ze de minimale zwaartekracht aankunnen.
Voorstanders van ruimtekolonies en nederzettingen in verre uithoeken van het universum zijn vooral geïnteresseerd in het kunnen nabootsen van de zwaartekracht. Het vermogen om omstandigheden op aarde te repliceren zou van cruciaal belang zijn voor de succesvolle langetermijn nederzettingen in de ruimte of op planeten met een lage zwaartekracht. Er zijn natuurlijk nog tal van andere obstakels voor dergelijke nederzettingen, waaronder bezorgdheid over straling en de behoefte aan een vriendelijke atmosfeer.